新型轮胎式管道起重运输车的设计及有限元分析

作     者：刘丙晓 

作者单位：河北工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：崔国华;李勇

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：起重运输车 总体设计 稳定性 有限元分析 ANSYS Workbench 

摘      要：随着众多工程建设的开展,大口径预应力钢筒混凝土预制管道得到日益广泛的应用。本文针对大型混凝土预制管道的现场移动需求,创新设计一款新型轮胎式管道起重运输车。围绕该新型轮胎式管道起重运输车进行总体设计,对其稳定性、整车结构静动态特性进行研究分析,以实现该类管道起重运输车的高效率作业。主要内容如下:(1)根据其作业环境特点与功能需求,在对现有轮胎门式起重机研究的基础上,对新型管道起重运输车进行总体设计与结构选型,并完成起重门梁、牵引车底盘、轮胎等的选型。(2)确定起升机构的传动方案,对起重门梁的起升机构参数进行匹配计算,完成起升机构电动机功率、钢丝绳的匹配计算。(3)建立新型轮胎式起重运输车的稳定性评价指标,运用稳定力矩法对起重运输车的三种常见工况进行满载稳定性分析。分别计算起重运输车前翻、侧翻时的稳定力矩,结果表明该车具有良好的稳定性。(4)建立新型轮胎式管道起重运输车的三维模型及有限元模型,对其进行静力学分析。通过满载弯曲工况、满载扭转工况静力学分析,检验其刚度、强度,对应力集中区域及产生较大形变部位进行结构改进。(5)对模型进行有限元瞬态结构力学仿真分析。瞬态分析主要包括对门梁与车架的模态分析及瞬态结构学分析。通过模态分析确定前六阶固有频率及振型,与路面因素引起的振动频率值相比,表明该车不会发生共振现象,满足设计要求。为研究整车动态下的刚度及强度,对门梁右轮施加Y轴方向作用力,模拟右轮遇到障碍物,并对该工况进行瞬态结构力学仿真分析。结果表明,整车未出现应力集中区域及较大形变部位,满足设计要求。